Um cilindro de prensa hidráulica deve fornecer força estável, velocidade suave e longa vida útil. No entanto, o dimensionamento correto não se limita apenas ao diâmetro do bojo. Ele também depende da pressão, fluxo de óleo, curso, resistência da haste, alinhamento da estrutura e estilo de montagem.

Se o cilindro for muito pequeno, a prensa pode não atingir sua tonelagem nominal. Se for muito grande, o sistema pode se mover lentamente, usar mais óleo e adicionar custos extras. Portanto, a melhor escolha é um design equilibrado que se adapte à real carga de trabalho da prensa.

Comece com a Força da Prensa

O primeiro passo é definir a força necessária. Essa força pode ser usada para formação, estampagem, dobra, perfuração, compactação ou endireitamento.

A fórmula básica é:

Força = Pressão x Área do Pistão

Um bojo maior proporciona mais área do pistão. Portanto, na mesma pressão, um cilindro hidráulico de bojo grande pode criar mais força. Ainda assim, um bojo maior também precisa de mais óleo para se mover. Como resultado, o tamanho da bomba, o fluxo da válvula e o tempo de ciclo devem ser verificados juntos.

Para um dimensionamento melhor, confirme esses pontos antes do design:

• Força de trabalho máxima
• Força de operação normal
• Pressão do sistema
• Margem de segurança necessária
• Posição do curso onde a força total é necessária
• Tipo de carga, como carga estável ou carga de impacto

Em muitas prensas, a força total é necessária apenas perto do final do curso. Nesse caso, o sistema pode usar primeiro a velocidade de aproximação rápida, depois a velocidade de pressão lenta sob alta pressão.

Combine a Velocidade com o Fluxo de Óleo

A velocidade do cilindro depende do fluxo de óleo e da área do pistão. Em termos simples, mais fluxo aumenta a velocidade, enquanto um bojo maior reduz a velocidade no mesmo fluxo.

A regra básica de velocidade é:

Velocidade = Fluxo / Área

É por isso que a força e a velocidade devem ser dimensionadas juntas. Um cilindro hidráulico de bojo grande pode fornecer alta força, mas pode precisar de uma bomba maior se for necessária movimentação rápida.

Uma prensa geralmente tem três estágios de movimento:

• Aproximação rápida
• Pressão lenta
• Retorno rápido

Como cada estágio tem uma carga diferente, o sistema hidráulico pode usar diferentes estágios de bomba, configurações de válvula ou caminhos de fluxo. Além disso, a velocidade de retração é frequentemente mais rápida que a velocidade de extensão porque a haste ocupa parte da área do óleo.

Para evitar calor e perda de pressão, verifique o tamanho da porta, o tamanho do mangueira e a capacidade da válvula. Se essas partes forem muito pequenas, o cilindro pode se mover de forma irregular e a temperatura do óleo pode aumentar.

Selecione o Bojo e a Haste Corretos

O tamanho do bojo define a força da prensa. O tamanho da haste afeta a resistência, a força de retorno e o risco de flambagem. Ambos devem ser revisados antes do desenho final do cilindro.

Para trabalhos de prensa de alta força, a haste está frequentemente sob compressão. Se o curso for longo ou a carga não estiver centrada, a haste pode se curvar. Uma vez que a curvatura começa, as vedações e os anéis guias desgastam-se mais rápido. Em seguida, podem ocorrer vazamentos, arranhões na haste e baixa precisão da prensa.

O dimensionamento da haste deve considerar:

• Força da prensa
• Comprimento do curso
• Tipo de montagem
• Comprimento de extensão da haste
• Suporte guia
• Risco de carga lateral

Em sistemas de prensa pesados, uma haste mais forte e um suporte guia mais largo podem melhorar a estabilidade. Embora isso possa aumentar o custo inicial, muitas vezes reduz o custo de reparo posteriormente.

Verifique o Comprimento do Curso Cuidadosamente

O curso deve ser longo o suficiente para o processo, mas o curso extra deve ser evitado. Um curso mais longo precisa de mais óleo, leva mais tempo e aumenta o risco de flambagem da haste.

Por exemplo, uma prensa de estiramento profundo pode precisar de um curso longo. No entanto, uma prensa de aparo ou perfuração pode precisar apenas de um curso curto. Portanto, o curso do cilindro deve corresponder ao ferramental e ao processo de manipulação de peças.

Também é útil deixar uma pequena margem de curso. Isso ajuda a evitar o fundo rígido no final do percurso. Além disso, sensores de posição ou controle de curso podem ajudar a proteger o cilindro e o ferramental.

Mantenha a Estrutura da Prensa Alinhada

O alinhamento da estrutura tem um efeito majoritário na vida útil do cilindro da prensa hidráulica. O cilindro deve empurrar em uma linha reta através do prato, do ferramental e da estrutura.

Se a estrutura não for quadrada, a carga lateral pode entrar no cilindro. Isso pode danificar a haste, as vedações, os rolamentos e o pistão. Também pode causar qualidade de formação irregular.

Sinais comuns de problemas de alinhamento incluem:

• Arranhões em um lado da haste
• Desgaste irregular das vedações
• Ruído anormal durante a pressão
• Picos de pressão súbitos
• Inclinação do prato
• Vida útil curta das vedações

Antes da instalação, verifique a linha central do cilindro, o guia do prato, a posição do ferramental e a rigidez da estrutura. Além disso, inspecione a estrutura sob carga, não apenas quando a prensa estiver vazia. Uma estrutura pode parecer alinhada em repouso, mas flexionar durante a pressão.

Escolha o Estilo de Montagem Correto

O estilo de montagem controla como a força se move do cilindro para a estrutura da prensa. Para muitas aplicações de prensa, um cilindro hidráulico de montagem de flange é uma escolha forte porque suporta carga axial direta.

Uma montagem de flange frontal é frequentemente usada quando o cilindro deve ser fixado perto do lado de trabalho. Uma montagem de flange traseira pode ser melhor quando o cilindro é suportado pela parte traseira da estrutura. A escolha correta depende do espaço, da direção da força e do acesso ao serviço.

A superfície de montagem deve ser plana, limpa e forte. Os parafusos devem ser dimensionados para a carga e apertados uniformemente. Se a montagem for fraca ou irregular, o cilindro pode inclinar sob pressão.

Para prensas de alta tonelagem, evite estilos de montagem que permitam movimento indesejado. O cilindro deve permanecer quadrado com a estrutura durante todo o curso.

Não Ignore as Vedações e Guias

Um cilindro de prensa hidráulica often works under high pressure. Ele também pode enfrentar cargas de choque, calor e longos tempos de retenção. Portanto, o design de vedações e guias é importante.

As vedações devem corresponder à pressão, tipo de óleo, temperatura e velocidade. Para alta pressão, pode ser necessário suporte anti-extrusão. Para longos ciclos de retenção, vedações de baixa vazamento são importantes.

Anéis guias e rolamentos ajudam a manter a haste e o pistão centralizados. Um suporte guia mais largo pode reduzir o desgaste quando ocorrem pequenas cargas laterais. Isso é especialmente útil para trabalhos de prensa de alta carga.

Planeje para Serviço e Tempo de Parada

Um bom design de cilindro também deve facilitar o serviço. Deixe espaço suficiente para remoção de mangueiras, pontos de elevação, acesso a sensores e substituição de vedações. Proteja a haste contra poeira, salpicos de solda e impacto.

Durante a operação, inspecione vazamentos, superfície da haste, parafusos de montagem, temperatura do óleo e estabilidade da pressão. Pequenas mudanças often advertem de problemas maiores. Por exemplo, um pequeno arranhão na haste pode se tornar uma falha de vedação se for ignorado.

Trabalhe com um Fornecedor de Cilindros Customizados

Sistemas de prensa often need more than a standard cylinder. Bojo, curso, tamanho da haste, vedações, portas e montagem podem precisar ser projetados customizados para a estrutura da prensa e o ciclo de carga.

Shellppon Hydraulic provides hydraulic cylinder solutions for industrial equipment, including large bore, heavy-duty and custom press cylinder designs. If you need help selecting a hydraulic press cylinder or a flange mount hydraulic cylinder, you can contact Shellppon Hydraulic to discuss your project.

Pensamentos Finais

O dimensionamento correto do cilindro da prensa hidráulica começa com a força, mas também inclui velocidade, curso, resistência da haste, alinhamento e montagem. Quando esses pontos são verificados juntos, a prensa pode funcionar mais suavemente e com segurança.

Um cilindro bem dimensionado protege a estrutura da prensa, melhora a qualidade das peças e reduz o tempo de parada. Mais importante, ajuda todo o sistema hidráulico a funcionar com menos estresse e melhor controle.